Thread - Synchronized

Adriano10

Bekanntes Mitglied
Java:
public class TestL{
    private boolean isLocked = false;
    private Thread lockingThread = null;

    private List<Object> waitingThreads = new ArrayList<>();

    public void lock() throws InterruptedException {
        Object queueObject = new Object();

        synchronized (this) {
            waitingThreads.add(queueObject);
            while (isLocked || waitingThreads.get(0) != queueObject) {

                synchronized (queueObject) {
                    try {
                        queueObject.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        waitingThreads.remove(queueObject);
                        throw e;
                    }
                }
            }
            waitingThreads.remove(queueObject);
            isLocked = true;
            lockingThread = Thread.currentThread();
        }
    }

    public synchronized void unlock() {
        if (this.lockingThread != Thread.currentThread()) {
            throw new IllegalMonitorStateException("Calling thread has not locked this lock");
        }
        isLocked = false;
        lockingThread = null;
        if (waitingThreads.size() > 0) {
            Object queueObject = waitingThreads.get(0);
            synchronized (queueObject) {
                queueObject.notifyAll();
            }
        }
    }

    public void zähler() throws InterruptedException {
        lock();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
        }
        unlock();
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestL lock = new TestL();
        Thread[] threads = new Thread[5];
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            threads[i] = new TestThread(fairLock);
            threads[i].start();
        }
    }

}

class TestThread extends Thread {
    TestL lock;

    public TestThread(TestL lock) {
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            lock.count();
        } catch (InterruptedException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }
}
es kommt zu einem Deadlock, kann jemand mir bitte helfen?
 

mihe7

Top Contributor
Thread A ruft lock() auf: in Zeile 10 wird der Monitor von this angefordert, in Zeile 14 der von queueObject. In Zeile 16 wird der Monitor von queueObject freigegeben und auf eine Benachrichtigung über das queueObject gewartet.

Die wird aber nicht kommen, denn:

Thread B ruft unlock() auf. Durch das synchronized in Zeile 29 versucht der Thread, sich den Monitor von this zu schnappen. Den hat aber A noch unter der Fuchtel.

Folglich fährt A nicht fort, weil auf Benachrichtigung gewartet wird und B kann nicht benachrichtigen, weil auf die Freigabe des Monitors gewartet wird.
 

Adriano10

Bekanntes Mitglied
Thread A ruft lock() auf: in Zeile 10 wird der Monitor von this angefordert, in Zeile 14 der von queueObject. In Zeile 16 wird der Monitor von queueObject freigegeben und auf eine Benachrichtigung über das queueObject gewartet.

Die wird aber nicht kommen, denn:

Thread B ruft unlock() auf. Durch das synchronized in Zeile 29 versucht der Thread, sich den Monitor von this zu schnappen. Den hat aber A noch unter der Fuchtel.

Folglich fährt A nicht fort, weil auf Benachrichtigung gewartet wird und B kann nicht benachrichtigen, weil auf die Freigabe des Monitors gewartet wird.
Viele Dank für die Rückmeldung

in Zeile 10 habe ich versucht, queueObject zu synchronisieren aber irgendwann war wieder zu einem Deadlock gekommen.

Daher habe ich in der Main Class ein Object eingeführ, das ich an TestL übergebe und in Zeile 10 synchronisieren. Ich habe 20 mal ausgeführt und nicht einmal zu einem Deadlock gekommen, aber ich bin nicht sicher, dass irgendwann wieder nicht zu einem Deadlock kommt.
Java:
public class LockFair {
    private boolean isLocked = false;
    private Thread lockingThread = null;
    private Object object;
    private List<Object> waitingThreads = new ArrayList<>();

    public LockFair(Object object) {
        this.object = object;
    }

    public void lock() throws InterruptedException {
        Object queueObject = new Object();

        synchronized (object) {
            waitingThreads.add(queueObject);

            while (isLocked || waitingThreads.get(0) != queueObject) {

                synchronized (queueObject) {
                    try {
                        queueObject.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        waitingThreads.remove(queueObject);
                        throw e;
                    }
                }
            }
            waitingThreads.remove(queueObject);
            isLocked = true;
            lockingThread = Thread.currentThread();
        }
    }

    public synchronized void unlock() {
        if (this.lockingThread != Thread.currentThread()) {
            throw new IllegalMonitorStateException("Calling thread has not locked this lock");
        }
            isLocked = false;
            lockingThread = null;
            if (waitingThreads.size() > 0) {
                Object queueObject = waitingThreads.get(0);
                synchronized (queueObject) {
                    queueObject.notifyAll();
                }
        }
    }
}

class Zähler {
    private LockFair lockFair;

    public Zähler(LockFair lockFair) {
        this.lockFair = lockFair;
    }

    public void count() throws InterruptedException {
        lockFair.lock();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
        }
        lockFair.unlock();

    }
}

class TSThread extends Thread {
    Zähler zähler;

    public TSThread(Zähler zähler) {
        this.zähler = zähler;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            zähler.count();
        } catch (InterruptedException exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread[] threads = new Thread[5];
        Object ob = new Object();
        LockFair lockFair = new LockFair(ob);
        Zähler zähler = new Zähler(lockFair);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            threads[i] = new TSThread(zähler);
            threads[i].start();
        }
    }
}
 

Adriano10

Bekanntes Mitglied
Natürlich, du sprichst ein breites Publikum mit deinen nichtsnützigen Fragen an, also auch mich. Und das tust du in mehreren Foren mit mehrmals dieselben Fragen. Du solltest zuerst Java lernen.
Dieses Forum ist öffentlich, niemand ist eingeschränkt, Fragen zu stellen, egal ob sie nützlich oder nichtnützlich ist. Wie eben gesagt, wenn irgendwas oder jemand sich dir "nicht absichtlich" aufdrängt, kannst du dich drauf nicht beziehen und einfach ruhig weiterleben.

Ja, ich bin nicht guter Programmierer, aber dafür mache ich alles, um guter zu werden. Und hier sind viele gute Leute, die dabei sowohl mir als auch viele anderen helfen.
 

mihe7

Top Contributor
Das nervt, weil es absolute Basics sind...
Multi-Threading als absolute Basics einzustufen, halte ich für eine gewagte Aussage.

Daher habe ich in der Main Class ein Object eingeführ, das ich an TestL übergebe und in Zeile 10 synchronisieren. Ich habe 20 mal ausgeführt und nicht einmal zu einem Deadlock gekommen, aber ich bin nicht sicher, dass irgendwann wieder nicht zu einem Deadlock kommt.
Dein Code ist so nicht korrekt. Jetzt wird zwischen lock und unlock überhaupt nicht mehr synchronisiert.

Du musst Dir überlegen, auf welche Ressourcen parallel zugegriffen wird, die entsprechenden kritischen Abschnitte im Code identifizieren und passend synchronisieren.

Beispiel: waitingThreads - da fügst Du hinzu, liest was raus und entfernst - parallel. Also muss der Zugriff darauf synchronisiert werden. Welches Objekt Du zum Synchronisieren verwendest, ist dabei zweitrangig (spielt aber wie oben gesehen durchaus eine Rolle). EDIT: wichtig ist natürlich, dass Du über das selbe Objekt synchronisierst - sonst läuft da gar nix synchron.

Der zweite Punkt ist, wie groß Du die kritischen Abschnitte definierst.

Beispiel 1:
Java:
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.add(queueObject);
    waitingThreads.remove(queueObject);
}
vs
Beispiel 2:
Java:
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.add(queueObject);
}
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.remove(queueObject);
}
In Beispiel 1 kann zwischen dem add- und dem remove-Aufruf kein anderer Thread dazwischenfunken, im Beispiel 2 ist das durchaus möglich.

Die Folgen muss man sich genau ansehen. In Beispiel 2 könnte Thread A den ersten Abschnitt "gewinnen", so dass Thread B warten muss. Thread A fügt queueObject hinzu. Was passiert dann?

Zwei Möglichkeiten: Thread A betritt zuerst den zweiten Abschnitt, dann muss Thread B weiter warten. Dann verhält sich der Spaß wie Beispiel 1: Thread A würde add() und remove() aufrufen, gefolgt von Thread B mit add() und remove().

Andere Möglichkeit: Thread B betritt zuerst den ersten Abschnitt, dann muss Thread A warten. In dem Fall würde also zweimal add aufgerufen (einmal von Thread A und einmal von Thread B). Danach würde zweimal remove aufgerufen, wobei es wieder zwei Möglichkeiten gibt: erst Thread A und dann Thread B oder umgekehrt.
 

Adriano10

Bekanntes Mitglied
Multi-Threading als absolute Basics einzustufen, halte ich für eine gewagte Aussage.


Dein Code ist so nicht korrekt. Jetzt wird zwischen lock und unlock überhaupt nicht mehr synchronisiert.

Du musst Dir überlegen, auf welche Ressourcen parallel zugegriffen wird, die entsprechenden kritischen Abschnitte im Code identifizieren und passend synchronisieren.

Beispiel: waitingThreads - da fügst Du hinzu, liest was raus und entfernst - parallel. Also muss der Zugriff darauf synchronisiert werden. Welches Objekt Du zum Synchronisieren verwendest, ist dabei zweitrangig (spielt aber wie oben gesehen durchaus eine Rolle). EDIT: wichtig ist natürlich, dass Du über das selbe Objekt synchronisierst - sonst läuft da gar nix synchron.

Der zweite Punkt ist, wie groß Du die kritischen Abschnitte definierst.

Beispiel 1:
Java:
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.add(queueObject);
    waitingThreads.remove(queueObject);
}
vs
Beispiel 2:
Java:
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.add(queueObject);
}
synchronized(waitingThreads) {
    waitingThreads.remove(queueObject);
}
In Beispiel 1 kann zwischen dem add- und dem remove-Aufruf kein anderer Thread dazwischenfunken, im Beispiel 2 ist das durchaus möglich.

Die Folgen muss man sich genau ansehen. In Beispiel 2 könnte Thread A den ersten Abschnitt "gewinnen", so dass Thread B warten muss. Thread A fügt queueObject hinzu. Was passiert dann?

Zwei Möglichkeiten: Thread A betritt zuerst den zweiten Abschnitt, dann muss Thread B weiter warten. Dann verhält sich der Spaß wie Beispiel 1: Thread A würde add() und remove() aufrufen, gefolgt von Thread B mit add() und remove().

Andere Möglichkeit: Thread B betritt zuerst den ersten Abschnitt, dann muss Thread A warten. In dem Fall würde also zweimal add aufgerufen (einmal von Thread A und einmal von Thread B). Danach würde zweimal remove aufgerufen, wobei es wieder zwei Möglichkeiten gibt: erst Thread A und dann Thread B oder umgekehrt.
danke, jetzt ist mir klar geworden, wie dumm bin, sollte ich mich an List orientieren.

Vielen Dank noch mal.
 
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